主要研究單位：中國氣象局北京城市氣象研究所

　　主要研究人員：梁旭東、陳敏、范水勇、仲躋芹、苗世光、陳明軒、王在文、盧冰、張京江、王迎春

　　簡介

　　隨著社會的發(fā)展，公眾以及政府對天氣預(yù)報(bào)的需求越來越高，不但是在預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度上，在時間、空間上的也需要達(dá)到更高的標(biāo)準(zhǔn)，而這需要高精度的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式的支撐。中國氣象局北京城市所的數(shù)值預(yù)報(bào)研發(fā)團(tuán)隊(duì)一直致力于北京數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)的研發(fā)工作。自2002年始，為服務(wù)保障北京奧運(yùn)會順利舉行，城市所與美國國家大氣研究中心合作研發(fā)建立了服務(wù)于北京及周邊地區(qū)的高分辨率快速更新循環(huán)數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)（BJ-RUCv1.0） 該系統(tǒng)具備3小時頻率更新，并加入包括常規(guī)地面氣象要素、探空、飛機(jī)、地基GPSPW等多種本地化觀測資料，可以輸出豐富數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品，為預(yù)報(bào)員提供有力的技術(shù)支持。在北京奧運(yùn)期間，此系統(tǒng)發(fā)揮了重要的科技支撐作用。后奧運(yùn)時代，在所長梁旭東的帶領(lǐng)下，北京城市所不斷致力于模式中的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，于2012年升級系統(tǒng)，建設(shè)完成BJ-RUCv2.0，新系統(tǒng)加入衛(wèi)星資料反演京津冀地區(qū)地表類型數(shù)據(jù)；雷達(dá)徑向風(fēng)和反射率同化等新技術(shù)具有更強(qiáng)的預(yù)報(bào)能力。之后，城市所重視技術(shù)創(chuàng)新，和服務(wù)需求，積極開展國際合作、引進(jìn)國際最新技術(shù)信息，與美國國家大氣研究中心聯(lián)合研發(fā)了城市冠層模式，使系統(tǒng)對城市預(yù)報(bào)具有更多的針對性，形成城市0—36小時無縫隙的現(xiàn)代精細(xì)化天氣預(yù)報(bào)，在城市精細(xì)化天氣預(yù)報(bào)方面處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。

　　關(guān)鍵技術(shù)

　　1. 區(qū)域高時空分辨率觀（遙）測資料實(shí)時收集和處理系統(tǒng)：其中“華北地區(qū)地基GPS實(shí)時水汽反演分析系統(tǒng)”能自動、業(yè)務(wù)化、實(shí)時、高精度地解算GPS網(wǎng)的觀測數(shù)據(jù)，反演GPS總水汽、天頂延遲等產(chǎn)品，技術(shù)水平在國內(nèi)領(lǐng)先，“京津冀新一代天氣雷達(dá)組網(wǎng)觀測資料同步傳輸和預(yù)處理系統(tǒng)”在國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了京津冀地區(qū)新一代天氣雷達(dá)組網(wǎng)資料的快速收集和質(zhì)量控制；

　　2. 局地資料快速循環(huán)更新同化系統(tǒng)：與國外科學(xué)家共同研發(fā)了地基GPS資料質(zhì)量控制技術(shù)、雷達(dá)資料同化技術(shù)等，具有國內(nèi)創(chuàng)新性；高更新頻次的快速更新循環(huán)技術(shù)也是在國內(nèi)較早應(yīng)用；

　　3. 精細(xì)化預(yù)報(bào)模式系統(tǒng)：在國內(nèi)首次針對城市預(yù)報(bào)的特殊需求，研發(fā)并在預(yù)報(bào)模式中耦合城市冠層模式，改進(jìn)模式城市下墊面類型，提供華北區(qū)域3km高分辨率、北京1km分辨率的精細(xì)預(yù)報(bào)產(chǎn)品。

　　應(yīng)用和展望

　　自2007年BJ-RUCv1.0業(yè)務(wù)運(yùn)行以來，為北京的日常天氣預(yù)報(bào)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)預(yù)報(bào)、高影響天氣預(yù)報(bào)、重大事件氣象服務(wù)等業(yè)務(wù)提供技術(shù)支撐。自2012年8月20日起，華北區(qū)域氣象中心正式通過國內(nèi)新一代通信系統(tǒng)向區(qū)域各省實(shí)時分發(fā)BJ-RUC數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品，為區(qū)域內(nèi)各省氣象臺加強(qiáng)數(shù)值模式業(yè)務(wù)應(yīng)用提供了技術(shù)支撐。

　　基于BJ-RUC預(yù)報(bào)的氣象要素，城市所于2008年開發(fā)了北京區(qū)域氣象中心交通(道路)氣象信息服務(wù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)生成道面氣象條件預(yù)報(bào)，及時為路面高溫、霧和積水等影響高速路安全的天氣給出科學(xué)的預(yù)警信息。2010年5月在中國氣象局減災(zāi)司主辦的“全國公共氣象服務(wù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)觀摩交流會”評比中，該系統(tǒng)獲得了優(yōu)秀獎。

　　北京市人工影響天氣辦公室于2010年開始，基于BJRUC系統(tǒng)的高時空分辨率預(yù)報(bào)，建立冷云人工增雨催化潛力區(qū)識別分級指標(biāo)體系，可預(yù)報(bào)出環(huán)北京人影作業(yè)區(qū)內(nèi)逐小時的冷云綜合催化潛力區(qū)分布，將過去的人為主觀經(jīng)驗(yàn)判別方式轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的客觀綜合指標(biāo)分析方式，在增雨、增雪業(yè)務(wù)中，為催化時機(jī)提前識別和催化方案提前部署方面贏得了寶貴的時間；在重大活動的人影保障工作中，極大提高了人影業(yè)務(wù)的科學(xué)性和工作效率，提升了首都人影的現(xiàn)代化水平。

　　2011年與內(nèi)蒙古氣象服務(wù)中心、內(nèi)蒙古自治區(qū)電力調(diào)度通信中心的合作，建立了以BJ-RUC預(yù)報(bào)產(chǎn)品為支撐的風(fēng)電氣象服務(wù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)、內(nèi)蒙古風(fēng)電企業(yè)客戶端氣象服務(wù)系統(tǒng)、內(nèi)蒙古電力調(diào)度通信中心風(fēng)電調(diào)度系統(tǒng)以及風(fēng)電企業(yè)風(fēng)電功率預(yù)報(bào)系統(tǒng)。經(jīng)三年的應(yīng)用，在內(nèi)蒙古氣象服務(wù)中心風(fēng)電業(yè)務(wù)服務(wù)、電力調(diào)度通信中心風(fēng)電調(diào)度、風(fēng)電企業(yè)風(fēng)電功率預(yù)報(bào)和風(fēng)電安全運(yùn)營取得了豐碩的應(yīng)用成果，取得了較好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

　　自2011年以來，BJ-RUC數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品已經(jīng)服務(wù)于安徽、甘肅、廣州、河北、湖北、湖南、內(nèi)蒙古、寧夏、山西、陜西、天津、新疆、云南、重慶等省份多家風(fēng)電場，在甘肅、云南、寧夏等省份，由省氣象局直接服務(wù)于風(fēng)電企業(yè)，對省氣象局開拓風(fēng)能預(yù)報(bào)市場起到了有利的支撐作用，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

　　2013年京津冀環(huán)境預(yù)警中心使用BJRUC v2.0預(yù)報(bào)結(jié)果驅(qū)動北京區(qū)域環(huán)境氣象數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)，開展北京區(qū)域污染物濃度預(yù)報(bào)。通過1年多的改進(jìn)，系統(tǒng)能夠很好的預(yù)報(bào)出京津冀及周邊地區(qū)的大氣污染過程，特別是對秋冬季一些連續(xù)性污染過程的演變趨勢預(yù)報(bào)較好，在區(qū)域環(huán)境氣象預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)中得到很好的應(yīng)用。

　　目前，BJ-RUC系統(tǒng)以推廣到華北、東北、西北和烏魯木齊等四個北方區(qū)域中心，為當(dāng)?shù)仫L(fēng)電功率預(yù)報(bào)提供高質(zhì)量的風(fēng)場精細(xì)預(yù)報(bào)，為各區(qū)域的精細(xì)化短時臨近天氣預(yù)報(bào)提供支撐。通過集中各區(qū)域技術(shù)力量聯(lián)合攻關(guān)，在各區(qū)域共享攻關(guān)成果，初步建立了合作共贏的可持續(xù)發(fā)展模式。（劉榮華）